无作业解答 第3章 需求分析

第3章需求分析3.1需求分析的任务3.2与用户沟通获取需求的方法3.3分析建模与规格说明3.4实体-联系图3.5数据规范化3.6状态转换图3.7其他图形工具3.8验证软件需求3.9小结需求分析的意义

软件需求的深入理解是软件开发工作获得成功的前提条件，不论我们把设计和编码做得如何出色，不能真正满足用户需求的程序只会令用户失望，给开发带来烦恼。

需求分析是软件定义时期的最后一个阶段，它的基本任务不是确定系统怎样完成它的工作，而是确定系统必须完成哪些工作，也就是对目标系统提出完整、准确、清晰、具体的要求。并在需求分析阶段结束之前，由系统分析员写出软件需求规格说明书，以书面形式准确地描述软件需求。即：

----准确地回答“系统必须做什么?”

在分析软件需求和书写软件需求规格说明书的过程中，分析员和用户都起着关键的、必不可少的作用。

3.1.1确定对系统的综合要求1、功能需求：划分出系统必须完成的所有功能。2、性能需求：包括响应时间、信息量的速率、主存容量、磁盘容量、安全性等方面内容。3、可靠性和可用性需求4、出错处理需求：说明系统对环境错误应该怎样响应。5、接口需求：用户接口需求、通信接口需求、软件/硬件接口需求。6、约束：如精度、工具和语言约束、设计约束、应该使用的标准和平台。7、逆向需求：说明系统不应该做什么。8、将来可能提出的要求：以便将来扩充和修改3.1需求分析的具体任务3.1需求分析的具体任务（续）3.1.2分析系统的数据要求:建立数据模型，用图形化的工具描述数据结构（如层次方框图和warnier图）。3.1.3导出系统的逻辑模型：数据流图、实体－联系图、状态转换图、数据字典等。3.1.4修正系统开发计划：由分析过程准确地估计系统的成本和进度，修正以前制定的开发计划。需求分析步骤:获取需求(3.2节)

分析建模与规格说明(3.3节,3.5节,3.6节,3.7节)验证软件需求(3.8节)

3.2与用户沟通获取需求的方法3.2.1访谈3.2.2面向数据流自顶向下逐步求精3.2.3简易的应用规格说明技术3.2.4快速建立软件原型（它应该实现用户看得见的功能，原型要具有快速并容易修改的特点）3.2.2面向数据流自顶向下求精结构化分析方法就是面向数据流自顶向下层步求精。提倡用户与开发者密切合作，共同标识问题，提出解决方案要素，商讨不同方案并指定基本需求。进行初步的访谈开发者和用户双方组织的代表出席会议每个小组为每张列表中的项目制定小型规格说明根据会议成果起草完整的软件需求规格说明书3.2.3简易的应用规格说明技术3.2.4快速建立软件原型该方法是最准确、最有效、最强大的需求分析技术。快速原型就是快速建立起来的旨在演示目标系统主要功能的可运行的程序。构建原型的要点是，它应该实现用户看得见的功能(例如，屏幕显示或打印报表)，省略目标系统的“隐含”功能(例如，修改文件)。应该具备的第一个特性是“快速”。第二个特性是“容易修改”。原型的“修改－试用－反馈”过程可能要重复多次。3.3分析建模与规格说明3.3.1分析建模

模型

----就是为了理解事物而对事物做出的一种抽象，是对事物的一种无歧义的书面描述。通常，由一组图形符号和组织这些符号的规则组成。

建模方法在过去的数年中，人们提出了许多种分析建模的方法，其中两种在分析建模领域占有主导地位：第一种是结构化分析(StructuredAnalysis，SA)，70年代末由DeMarco等人提出，这是传统的建模方法。该方法不是被所有的使用者一致地使用的单一方法，众多科学家对其进行了扩充，因此它是发展了超过30年的一个混合物。（模型由一组图形符号和组织这些符号的规则组成。结构化分析实质上是一种创建模型的活动。）具体的建模方法/表达方式需求分析过程应该建立3种模型，它们分别是数据模型、功能模型和行为模型。功能模型（面向流的建模）：数据流图（DFD），指明系统具有的变换数据的功能，是建立功能模型的基础。数据模型（数据建模）：如实体关系图（ERD），描绘数据对象及数据对象之间的关系，是用于建立数据模型的图形。行为模型（基于行为的建模）：

Petri网、状态图，指明了作为外部事件结果的系统行为，是行为建模的基础。3.3.2软件需求规格说明(SRS)

SoftwareRequirementSpecification

通常用自然语言+模型，完整、准确、具体地描述系统的数据要求、功能需求、性能需求、可靠性和可用性要求、出错处理需求、接口需求、约束、逆向需求以及将来可能提出的要求。

软件需求规格说明书，是需求分析阶段得出的最主要的文档。软件需求说明书的编写提示（GB-T-8567-2006）3.4实体-联系图(ER)

EntityRelationshipDiagramER图

----是用来建立数据模型的工具。数据模型

----是一种面向问题的数据模型，是按照用户的观点对数据建立的模型。它描述了从用户角度看到的数据，反映了用户的现实环境，而且与在软件系统中的实现方法无关。数据模型中包含3种相互关联的信息：数据对象（实体）、数据对象的属性及数据对象彼此间相互连接的关系。实体-联系图的符号ER图中包含了实体(即数据对象)、关系和属性等3种基本成分。通常用矩形框代表实体；用连接相关实体的菱形框表示关系；用椭圆形或圆角矩形表示实体(或关系)的属性；并用直线把实体(或关系)与其属性连接起来。举例图3.2某校教学管理ER图对象教师属性学生属性课程属性联系属性关系3.5数据规范化为什么数据要规范化？规范化的目的是：消除数据冗余，即消除表格中数据的重复；消除多义性，使关系中的属性含义清楚、单一；使关系的“概念”单一化，让每个数据项只是一个简单的数或字符串，而不是一个组项或重复组；方便操作。使数据的插入、删除与修改操作可行并方便；使关系模式更灵活，易于实现接近自然语言的查询方式。3.6状态转换图----行为模型

状态转换图(简称为状态图)

通过描绘系统的状态及引起系统状态转换的事件，来表示系统的行为。1).状态

状态规定了系统对事件的响应方式。系统对事件的响应，既可以是做一个(或一系列)动作，也可以是仅仅改变系统本身的状态，还可以是既改变状态又做动作。

初态(即初始状态)状态终态(即最终状态)中间状态一张状态图中只能有一个初态，而终态则可以有0至多个。2).事件事件就是引起系统做动作或(和)转换状态的控制信息。

例如，用户移动或点击鼠标等都是事件。初态用实心圆表示，终态用一对同心圆(内圆为实心圆)表示。中间状态用圆角矩形表示，可以用两条水平横线把它分成上、中、下3个部分。3).符号活动表（可选）状态变量的名字和值（可选）状态的名称（必须有的）初态终态中间状态状态转换（1）“事件名”可以是任何事件的名称。在活动表中经常使用下述3种标准事件：entry，exit和do。

entry事件指定进入该状态的动作，exit事件指定退出该状态的动作，而do事件则指定在该状态下的动作。需要时可以为事件指定参数表。（2）动作表达式描述应做的具体动作。3).符号事件名(参数表)/动作表达式活动表的语法格式：事件表达式的语法：

守卫条件是一个布尔表达式，如果既有事件说明又有守卫条件，则当事件发生且守卫条件为真是状态转换才发生，如果只有守卫条件没有事件说明，则守卫条件为真时，发生状态转换。事件说明[守卫条件]/动作表达式事件说明：事件名（参数表）动作表达式：当状态转换开始时执行该表达式。4).举例电话系统的状态图课堂作业：P73第6题。从问题陈述可知，复印机的状态主要有“闲置”、“复印”、“缺纸”和“卡纸”。引起状态转换的事件主要是“复印命令”、“完成复印命令”、“发现缺纸”、“装满纸”、“发生卡纸故障”和“排除了卡纸故障”。3.7其他图形工具

层次方框图

Warnier图

IPO图3.7.1层次方框图层次方框图用树形结构的一系列多层次矩形框描绘数据的层次结构。树形结构的顶层是一个单独的矩形框，它代表完整的数据结构，下面的各层矩形框代表这个数据的子集，最底层的各个框代表组成这个数据的实际数据元素(不能再分割的元素)。随着结构的精细化，层次方框图对数据结构也描绘得越来越详细，这种模式非常适合于需求分析阶段的需要。系统分析员从对顶层信息的分类开始，沿图中每条路径反复细化，直到确定了数据结构的全部细节时为止。举例领导层辅助决策系统查询辅助决策物资信息重点供料信息商情信息人员状况合同监视财务信息计划执行情况工程进展情况超储低储情况经营指标历年对比价格预测物资用量预测库存定额核定库存结构分析经济采购批量保本保利分析3.7.2Warnier图法国计算机科学家Warnier提出了表示信息层次结构的另外一种图形工具。Warnier图也用树形结构描绘信息，但是这种图形工具比层次方框图提供了更丰富的描绘手段。用Warnier图可以表明信息的逻辑组织。它可以指出一类信息或一个信息元素是重复出现的，也可以表示特定信息在某一类信息中是有条件地出现的。重复和条件约束是说明软件处理过程的基础，所以很容易把Warnier图转变成软件设计的工具。举例图中表示一种软件产品要么是系统软件要么是应用软件。系统软件中有P1种操作系统，P2种编译程序，此外还有软件工具。软件工具是系统软件的一种，它又可以进一步细分为编辑程序、测试驱动程序和设计辅助工具，图中标出了每种软件工具的数量。3.7.3IPO图左边的框中列出有关的输入数据。中间的框内列出主要的处理，处理框中列出处理的次序暗示了执行的顺序，但是用这些基本符号还不足以精确描述执行处理的详细情况。在右边的框内列出产生的输出数据。在IPO图中还用类似向量符号的粗大箭头清楚地指出数据通信的情况。一种改进的IPO图(也称为IPO表)在需求分析阶段可以使用IPO表简略地描述系统的主要算法(即数据流图中各个处理的基本算法)。需求分析阶段，IPO表中的许多附加信息暂时还不具备，但在设计阶段可以进一步补充修正这些图，作为设计阶段的文档。这正是在需求分析阶段用IPO表作为描述算法的工具的重要优点。3.8验证软件需求验证软件需求的正确性，一般应从4个方面进行：(1)一致性

所有需求必须是一致的，任何一条需求不能和其他需求互相矛盾。(2)完整性

需求必须是完整的，规格说明书应该包括用户需要的每一个功能或性能。(3)现实性

指定的需求应该是用现有的硬件技术和软件技术基本上可以实现的。(4)有效性

必须证明需求是正确有效的，确实能解决用户面对的问题。3.9小结需求分析是发现、求精、建模